論某內(nèi)河碼頭設(shè)計(jì)水位取值

黃志明 江西省港航設(shè)計(jì)院有限公司

1.工程概況

某碼頭位于信江右岸，距下游八字嘴航電樞紐約33公里，距上游界牌樞紐約18公里。

2.基本水文站情況

（1）弋陽(yáng)水文站。弋陽(yáng)水文站于1952 年元月設(shè)立，開始為水位站，基本水尺位于弋陽(yáng)縣城附近，1957 年改為水文站，并上遷至張徐村。

（2）梅港站。梅港水文站設(shè)立于1952年4月，觀測(cè)水位、流量至今，1953年增測(cè)懸移質(zhì)輸沙率。

（3）界牌壩址水文站。

（4）界牌水利樞紐1992年11月開工建設(shè)，庫(kù)區(qū)淹沒處理于2002年7月完工，直至2002年8月才正式下閘蓄水。

3.樞紐概況

3.1 界牌航電樞紐

界牌航電樞紐位于鷹潭市城區(qū)下游12.5公里，屬于貴溪市鴻塘鎮(zhèn)界牌村。

3.2 八字嘴航電樞紐

八字嘴航電樞紐壩址位于上饒市余干縣白馬橋鄉(xiāng)熊家村和洪家嘴新渡村，上距界牌樞紐約50km。

八字嘴航電樞紐運(yùn)行方式:

a、在下游水位不受鄱陽(yáng)湖水位頂托影響情況下：

當(dāng)上游來(lái)水量Q＜690m3/s 時(shí)（虎山嘴300，貊皮嶺390），水庫(kù)按正常蓄水位18.0m 運(yùn)行，水量除滿足船閘通航耗水外，全部通過(guò)機(jī)組發(fā)電；當(dāng)上游來(lái)水量690 m3/s≤Q＜1100m3/s（虎山嘴450，貊皮嶺650）時(shí)，泄水閘局部開啟控泄，其泄量為天然來(lái)水量減去機(jī)組和船閘流量，水庫(kù)仍維持正常蓄水位18.0m 運(yùn)行；當(dāng)上游來(lái)水量Q≥1100m3/s時(shí)，電站停止發(fā)電，泄水閘全部逐步開啟至敞泄，基本恢復(fù)天然河道狀況；當(dāng)Q≥13100m3/s 時(shí)，船閘停航。

b、在下游水位受鄱陽(yáng)湖水位頂托影響情況下：

圖1 水文站及樞紐布置圖

表1 界牌船閘通航水位表

表2 八字嘴船閘通航水位表

上游來(lái)水量Q＜1100m3/s 的分界流量時(shí)，當(dāng)下游水位H＜16.5m 時(shí)，水庫(kù)水位維持18.0m，正常發(fā)電通航，多余水量由水閘下泄；當(dāng)下游水位16.5m≤H＜18.0m時(shí)，水庫(kù)水位維持18.0m，電站停機(jī)，船閘正常運(yùn)行，多余水量由水閘下泄；當(dāng)下游水位H≥18.0m 時(shí)，泄水閘全部逐步開啟至敞泄，基本恢復(fù)天然河道狀況。

綜合以上工況：即在上游來(lái)水Q≥1100m3/s 或下游水位H≥18.0m兩個(gè)條件滿足其一時(shí)，水庫(kù)就需要全部敞泄，恢復(fù)天然河道狀況。上游來(lái)水量Q≥13100m3/s時(shí)，船閘停航。

3.3 項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)低水位

根據(jù)《港口與航道水文規(guī)范》（JTS145-2015）中的有關(guān)規(guī)定：“樞紐上下游河段港口碼頭設(shè)計(jì)低水位可根據(jù)所在河段航道的設(shè)計(jì)最低通航水位分析計(jì)算確定”。八字嘴樞紐上游的最低通航水位為15.53m，界牌樞紐下游的最低通航水位為18.0m。八字嘴樞紐的無(wú)死水位，正常蓄水位18.0m，庫(kù)區(qū)回水可至界牌樞紐壩下，此時(shí)庫(kù)區(qū)水位壅高很小，延程水位線幾乎水平和界牌樞紐下游的最低通航水位相銜接。因此此時(shí)本項(xiàng)工程處最低通航水位為18.0m。擬建碼頭工程下游八字嘴樞紐上游的最低通航水位為15.53m，根據(jù)八字嘴山樞紐的運(yùn)行方式可知，當(dāng)出現(xiàn)1100m3/s流量時(shí)，壩前才會(huì)出現(xiàn)15.53的低水位，由于此時(shí)是洪水期，閘門敞泄，基本恢復(fù)天然河道狀況，庫(kù)區(qū)水面出現(xiàn)水流比降較大，依據(jù)“八字嘴樞紐停機(jī)流量1100m3/s 庫(kù)區(qū)回水曲線”插值的本項(xiàng)目工程處為18.43m。

因此，綜合兩種情況下的低水位，選取小值18.0m作為擬建碼頭的設(shè)計(jì)低水位較合理。

3.4 項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)高水位

根據(jù)《港口與航道水文規(guī)范》（JTS145-2015）中的有關(guān)規(guī)定，“樞紐上游河段港口碼頭設(shè)計(jì)高水位可根據(jù)樞紐壩前正常蓄水位或設(shè)計(jì)擋水位時(shí)的沿程回水曲線確定，并應(yīng)計(jì)入河床可能淤積引起的水位抬高值，該值低于表5數(shù)值時(shí)，應(yīng)按表5的規(guī)定確定”。

3.4.1 八字嘴樞紐設(shè)計(jì)高水位回水曲線

表3 八字嘴樞紐停機(jī)流量1100m3/s 庫(kù)區(qū)回水曲線

表4 八字嘴航電樞紐洪水水面線成果表

表5 基本站高水位計(jì)算結(jié)果表

擬建工程處于下游32km處在建八字嘴航電樞紐的庫(kù)區(qū)，根據(jù)八字嘴航電樞紐工程庫(kù)區(qū)干流洪水水面線成果表，擬建碼頭位置（即斷面B36）建庫(kù)后二十年一遇高水位為26.46m。

3.4.2 洪水頻率計(jì)算

根據(jù)擬建工程上下游的梅港和弋陽(yáng)水文站水位資料，進(jìn)行洪水頻率分析計(jì)算，不同頻率下的計(jì)算結(jié)果見表5。

3.4.3 項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)高水位

按照《港口與航道水文規(guī)范》（JTS145-2015）樞紐上游河段港口碼頭設(shè)計(jì)高水位取八字嘴庫(kù)區(qū)回水水位和根據(jù)碼頭淹沒損失確定取二十年一遇水位之間的大值。通過(guò)梅港和弋陽(yáng)水文站1988年——2016年水位，分析兩站間的平均水位比降為0.1689m/km，但是根據(jù)P=5%八字嘴船閘設(shè)計(jì)高水位和梅港站的水位比降為0.1438m/km。由于本碼頭距離梅港站較近（3km）,取0.1438m/km水位比降更合理，則工程處高水位為27.88m；而根據(jù)八字嘴庫(kù)區(qū)回水至擬建碼頭位置處二十年一遇高水位為26.46m。因此取水文站資料推求擬建碼頭處的二十年一遇水位27.88m作為擬建碼頭的最高通航水位較合理。

4.結(jié)語(yǔ)

樞紐上、下游河段碼頭設(shè)計(jì)高、低水位影響因素較天然河流設(shè)計(jì)高、低水位多，設(shè)計(jì)過(guò)程中因綜合考慮樞紐建成前后及樞紐運(yùn)行方式對(duì)河段水位的影響，確保碼頭設(shè)計(jì)高、低水位取值合理。